DE1165135B - Electric step controller - Google Patents
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- DE1165135B DE1165135B DEI16841A DEI0016841A DE1165135B DE 1165135 B DE1165135 B DE 1165135B DE I16841 A DEI16841 A DE I16841A DE I0016841 A DEI0016841 A DE I0016841A DE 1165135 B DE1165135 B DE 1165135B
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: G05f;Boarding school Kl .: G05f;
G05g
Deutsche Kl.: 21c-46/51 G05g
German class: 21c-46/51
Nummer: 116841 VIII b / 21 cNumber: 116 841 VIII b / 21 c
Aktenzeichen: 1165 135File number: 1165 135
Anmeldetag: 12. August 1959Filing date: August 12, 1959
Auslegetag: 12. März 1964Opening day: March 12, 1964
Gegenstand des Patentes 1 149 083 ist ein elektrischer Schrittregler, der ohne tote Zone arbeitet, sich durch eine sehr große Stabilität auszeichnet und dessen Regelvorgänge sich in Abhängigkeit von dem Unterschiedsbetrag zwischen dem Soll- und dem Istwert über verschieden große Zeitintervalle erstrecken. Zu diesem Zweck geht das Hauptpatent von einem bekannten elektrischen Schrittregler mit wenigstens zwei gleichartig aufgebauten Relaiskreisen aus, die in Abhängigkeit vom Integral der Regelabweichung gesteuert werden, und zwar unter Verwendung einer aus einem ÄC-Glied bestehenden Integrationsschaltung, die einen Regelvorgang auslöst, sobald die Kondensatorspannung einen Grenzwert überschreitet. Dieser bekannte Schrittregler wird nach der Lehre des Hauptpatentes dadurch weitergebildet, daß die ohmsche Komponente der ÄC-Glieder abhängig von der Regelgröße bzw. von der Vergleichsgröße verändert wird, daß an dem Kondensator jedes RC-Gliedes jeweils das Steuergitter einer Elektronenröhre liegt, und daß die Kondensatoren durch abwechselnd schließbare Kontakte überbrückbar sind, die einem Relais angehören, das von in den Anodenstromkreisen der Elektronenröhren liegenden Relaisanordnungen steuerbar ist, derart, daß bei Auslösen des Regelvorganges in einer Richtung die Auslösung in der entgegengesetzten Richtung gesperrt ist, bzw. derart, daß beim Erreichen einer bestimmten Spannung an den Kondensatoren der Integrationsschaltung der Regelzyklus unterbrochen wird.The subject of patent 1 149 083 is an electrical step controller which works without a dead zone, is characterized by a very high level of stability and whose control processes extend over different time intervals depending on the difference between the setpoint and the actual value. For this purpose, the main patent is based on a known electrical step controller with at least two similarly constructed relay circuits, which are controlled as a function of the integral of the control deviation, using an integration circuit consisting of an ÄC element, which triggers a control process as soon as the capacitor voltage exceeds a limit value. This known step controller is developed according to the teaching of the main patent in that the ohmic component of the ÄC elements is changed depending on the controlled variable or on the comparison variable, that the control grid of an electron tube is located on the capacitor of each RC element, and that the Capacitors can be bridged by alternately closable contacts belonging to a relay that can be controlled by relay arrangements located in the anode circuits of the electron tubes, so that when the control process is triggered in one direction, the triggering in the opposite direction is blocked, or in such a way that when When a certain voltage is reached on the capacitors of the integration circuit, the control cycle is interrupted.
Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent erfolgt in den Eingangskreisen also eine Integration, und zwar sowohl der Vergleichsgröße als auch der zu messenden Größe. Die Integrationskreise sind ständig an eine Stromquelle angeschlossen und arbeiten daher mit großer Empfindlichkeit. Aus dem Vergleich der integrierten Größen wird dann die Dauer der vom Stellmotor vorzunehmenden Regelung abgeleitet. Diese ist bei einer bestimmten Wahl der Zeitkonstante des i?C-Gliedes derart, daß sich die Regelgröße ohne Pendelung auf den gewünschten Wert einstellt. Weiter erreicht man mit der Anordnung nach dem Hauptpatent, daß die Regeleinrichtung nicht beim Überschreiten von Spannungsmomentanwerten ausgelöst wird, sondern daß eine Auslösung nur durch Integration von Spannungs-Zeit-Flächen und beim Erreichen vorbestimmter Werte erfolgt. Außerdem vergrößert sich mit wachsender Abweichung des Istwertes vom Sollwert die Schrittlänge etwa quadratisch, und zwar als Folge davon, daß für die Schrittdauer bzw. für die Regelung der Unterschied der Spannungszeitintegrale maßgebend ist.In the arrangement according to the main patent, there is an integration in the input circles, and both the comparison variable and the variable to be measured. The integration circles are permanent connected to a power source and therefore work with great sensitivity. From the comparison The duration of the control to be carried out by the servomotor is then derived from the integrated variables. With a certain choice of the time constant of the i? C element, this is such that the controlled variable sets to the desired value without oscillation. You can go further with the arrangement according to the main patent that the control device does not when the voltage instantaneous values are exceeded is triggered, but that triggering is only possible through the integration of voltage-time surfaces and when predetermined values are reached. In addition, the larger the deviation increases of the actual value of the setpoint, the step length approximately quadratically, as a result of the fact that for the step duration or, for the regulation, the difference in the voltage time integral is decisive.
Elektrischer Schrittregler
Zusatz zum Patent: 1149 083Electric step controller
Addendum to the patent: 1149 083
Anmelder:Applicant:
Ing. C. Jan Jelinek, PragIng.C. Jan Jelinek, Prague
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. A. Spreer, Patentanwalt,Dipl.-Ing. A. Spreer, patent attorney,
Göttingen, Groner Str. 37Göttingen, Groner Str. 37
Als Erfinder benannt:
Ing. C. Jan Jelinek, PragNamed as inventor:
Ing.C. Jan Jelinek, Prague
Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 3. September 1958
(Nr. 4503)Claimed priority:
Czechoslovakia from September 3, 1958
(No. 4503)
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Schrittregler nach dem Hauptpatent dahingehend weiterzuentwickeln, daß ihm weitere Anwendungsgebiete erschlossen werden, z. B. solche, bei denen die Schaltgeschwindigkeit der Relaiskontakte nicht ausreicht oder zu einer zu schnellen Abnutzung der Kontakte führt oder bei denen das Auftreten von Kontaktfunken unzulässig ist.It is the object of the invention to further develop the step controller according to the main patent to the effect that that further areas of application are opened up for him, e.g. B. those where the switching speed the relay contacts are insufficient or the contacts wear out too quickly leads or where the occurrence of contact sparks is impermissible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die mit ihrem Gitter an den Kondensator angeschlossene Elektronenröhre jeweils die Eingangsröhre eines monostabilen Kippkreises bildet und daß die Anoden der Ausgangsröhren jeweils mit dem Gitter von zwei das Anlaufen des Stellmotors in der einen bzw. in der anderen Richtung steuernden Thyratronen bzw. Tacitronen und außerdem jeweils mit dem Gitter einer Doppeltriode verbunden sind, deren Ausgang an die miteinander verbundenen Steuergitter zweier als Entladekreis für die Kondensatoren dienenden Thyratronen angeschlossen ist.This object is achieved according to the invention in that the grid to the capacitor connected electron tube forms the input tube of a monostable trigger circuit and that the anodes of the output tubes each with the grid of two start the servomotor in the one or in the other direction controlling thyratrons or tacitrons and also each are connected to the grid of a double triode, the output of which is connected to each other connected control grid of two thyratrons serving as a discharge circuit for the capacitors is.
Bei der Verwendung von Thyratronen zur Steuerung des Speisestromkreises des in beiden Richtungen anlaufenden Stellmotors muß eine Wechselstromquelle oder wenigstens eine pulsierende Gleichstromquell vorgesehen sein, um eine zuverlässige Löschung der Thyratrone sicherzustellen. Verwendet man dagegen ein unter dem Namen Tacitron bekanntes Thy-When using thyratrons to control the supply circuit in both directions Starting servomotor must have an alternating current source or at least a pulsating direct current source be provided to ensure reliable deletion of the thyratrone. If you use it against it a thyme known under the name Tacitron
409 538/458409 538/458
ratron mit Wasserstoffüllung und einer negativen Gittervorspannung, so kann auch eine Gleichstromquelle vorgesehen werden.ratron with hydrogen filling and a negative one Grid bias, a direct current source can also be provided.
Die neue Anordnung gestattet es, die Vorteile der Lehre des Hauptpatentes voll auszunutzen, ohne auf die Verwendung von Relais mit den diesen anhaftenden Nachteilen angewiesen zu sein. Der Schrittregler arbeitet mit Ausnahme des Stellmotors vollkommen ohne mechanisch bewegte Teile oder Kon-The new arrangement allows the advantages of the teaching of the main patent to be fully exploited without relying on the use of relays with their inherent disadvantages. The step controller works with the exception of the servomotor without any mechanically moving parts or components
Die Spannung an den Integrationskondensatoren 5, 6 steigt mit der Zeit gemäß einer Exponentialkurve an. Wenn bei gleichen Werten der Widerstände 3 und 4 die Spannung der Quelle 1 größer als diejenige der Quelle 2 ist, wird an Kondensator 5 ein höherer Spannungswert als am Kondensator 6 vorhanden sein. Derselbe Fall tritt, solange die Aufladung nicht beendet ist, ein, wenn bei gleicher Spannung der Quellen 1 und 2 der Wert des Wider-The voltage across the integration capacitors 5, 6 increases with time according to an exponential curve at. If, with the same values of the resistors 3 and 4, the voltage of the source 1 is greater than is that of source 2, a higher voltage value will be present across capacitor 5 than across capacitor 6 be. The same case occurs as long as charging is not completed, if at the same voltage of sources 1 and 2 the value of the
takte. Die Gefahr einer Funkenbildung besteht nicht. io Standes 3 kleiner als der Wert des Widerstandes 4 ist. Ebenso bestehen keine Beschränkungen hinsichtlich Der Kippkreis, der von an sich bekannter Schaltung der Schrittfrequenz. und durch Elektronenröhren 7, 8, Widerstände 9 undbars. There is no risk of sparking. io level 3 is less than the value of resistor 4. There are also no restrictions with regard to the breakover circuit, the circuit known per se the step frequency. and through electron tubes 7, 8, resistors 9 and
Der Schrittregler gemäß der Erfindung ist in der den Kondensator 14 gebildet ist, wird bei Erreichen Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt eines bestimmten genauen Spannungswertes, derThe step controller according to the invention is formed in which the capacitor 14 is reached upon reaching Drawing shown for example. It shows a certain exact voltage value, the
Fig. 1 die Gesamtschaltung der elektronischen 15 durch die Parameter des Kippkreises gegeben ist, Regeleinrichtung, plötzlich gekippt, wobei die Leitfähigkeit der beidenFig. 1 the overall circuit of the electronic 15 is given by the parameters of the breakover circuit, Control device, suddenly tilted, the conductivity of the two
Fig. 2 und 3 Schaltungen zur Einstellung der Elektronenröhren 7, 8 des Kippkreises plötzlich ge-Kippspannungen für die beiden Kippkreise, und zwar ändert wird. Solange die Spannung am Gitter Im der Fig. 2 durch gegenseitige Änderung der Größe der Elektronenröhre7 einen geringen Wert aufweist, ist Gitterwiderstände der zweiten Elektronenröhre und 20 diese Röhre nicht leitend, und an ihrer Anode la Fig. 3 durch Steuerung der Anodenspannung der liegt die volle Anodenspannung von annähernd derersten Elektronenröhre, selben Größe wie die der Stromquelle 23. DieFig. 2 and 3 circuits for setting the electron tubes 7, 8 of the breakover circuit suddenly ge breakover voltages for the two breakover circuits, namely changes. As long as the voltage at the grid Im in Fig. 2 has a low value due to mutual changes in the size of the electron tube 7, the grid resistances of the second electron tube and 20 of this tube are not conductive, and at their anode la Fig. 3 by controlling the anode voltage of the full Anode voltage of approximately the first electron tube, the same magnitude as that of the power source 23. The
Fig. 4 eine alternative Schaltung eines Schalt- Spannung an der Anode la wird auf das Gitter 8m Thyratrons für den Stellmotor mit zwischengeschalte- der Elektronenröhre 8 mittels eines durch Widerten Kathodenverstärker zwecks Vermeidung der 25 stände 10 und 13 gebildeten Spannungsteilers überRückwirkung auf den Kippkreis, die bei der Ver- tragen. Auf das Gitter 8 m wirkt eine positive Spannung, und über die Elektronenröhre 8 fließt ein Anodenstrom, der an dem Kathodenwiderstand 9 einen die Elektronenröhre 7 blockierenden Spannungsabfall 30 bildet.Fig. 4 an alternative circuit of a switching voltage at the anode la is applied to the grid 8m thyratron for the servomotor with interposed electron tube 8 by means of a voltage divider formed by an additional cathode amplifier in order to avoid the 25 positions 10 and 13 via reaction on the breakover circuit, which in contracts. A positive voltage acts on the grid 8 m, and an anode current flows through the electron tube 8 and forms a voltage drop 30 across the cathode resistor 9 that blocks the electron tube 7.
Wenn die Spannung am Integrationskondensator den Kippwert erreicht, beginnt die Elektronenröhre 7 leitend zu werden, da die positive Spannung am Kondensator 5 die sperrende Spannung am Wider-When the voltage across the integration capacitor reaches the breakover value, the electron tube 7 starts to become conductive, since the positive voltage on the capacitor 5 the blocking voltage on the resistor
stromquellen 1 und 2 gespeist werden. Die Integra- 35 stand 9 zu überwinden beginnt. Die Spannung an der tionskreise sind mit den Gittern Im und Im' der Anode la und somit auch die am Gitter 8m be-Eingangselektronenröhren von zwei bekannten Kipp- ginnen zu sinken, wodurch die Elektronenröhre 8 kreisen 7 bis 14 bzw. T bis 14' verbunden. Die In- gesperrt wird.power sources 1 and 2 are fed. The integra- 35 state 9 is beginning to be overcome. The voltage at the circuits are connected to the grids Im and Im 'of the anode la and thus also the input electron tubes on the grid 8m be by two known tilting gins, whereby the electron tube 8 circles 7 to 14 and T to 14' are connected . The in- is blocked.
tegrationskreise können auf verschiedene Art durch Mit dem Rückgang des Spannungsabfalls amWith the decrease in the voltage drop on the
die Regelgröße gesteuert werden, und zwar entweder 40 Kathodenwiderstand 9 wird die Elektronenröhre 7 durch Änderung der Größe der Widerstände 3, 4 in immer mehr geöffnet. Der ganze Vorgang erfolgt den Integrationskreisen (veränderlicher Widerstand, sprungartig, und die Elektronenröhre 7 ist vollauf Photoelement, Thermistor) oder durch Änderung der leitend, solange an ihrem Gitter eine genügende po-Größe der Speisespannungen der Gleichstrom- sitive Spannung verbleibt, während die Elektronenquellen 1 und 2, eventuell auch durch eine Änderung 45 röhre 8 gesperrt bleibt. Der Kondensator 14 differender beiden Größen. In manchen Fällen kann einer ziert den Spannungssprung und beschleunigt damit der Stromkreise, z. B. 1, 3, 5, als Bezugsgröße (Soll- das Kippen. Dadurch, daß die Elektronenröhre 8 wert) dienen, wobei der andere Integrationskreis 2, sperrt, steigt an ihrer Anode 8 α plötzlich die Spannung. 4, 6 durch die Regelung dem ersten Kreis angepaßt Dieser Sprung wird durch den Widerstand 19 aufthe controlled variable can be controlled, either 40 cathode resistor 9, the electron tube 7 is opened by changing the size of the resistors 3, 4 in more and more. The whole process takes place in the integration circuits (variable resistance, abruptly, and the electron tube 7 is full of photo element, thermistor) or by changing the conductive, as long as a sufficient po value of the supply voltages of the direct current-sensitive voltage remains on its grid, while the electron sources 1 and 2, possibly also by a change 45 tube 8 remains blocked. The capacitor 14 of different sizes. In some cases one can decorate the voltage jump and thus accelerate the circuits, e.g. B. 1, 3, 5, serve as a reference value (target tilting. Because the electron tube 8 is worth), the other integration circuit 2 blocks, the voltage suddenly rises at its anode 8 α. 4, 6 adapted to the first circuit by the control. This jump is caused by the resistor 19
wird. In anderen Fällen können auch beide Inte- 50 das Gitter 15 m des Thyratrons 15 übertragen, dieses grationskreise gegenseitig austauschbar sein, wobei zündet und schließt somit den Stromkreis von derwill. In other cases, both interfaces can also transmit the grid 15 m of the thyratron 15, this Grationskreise be mutually interchangeable, igniting and thus closes the circuit of the
Stromquelle 17 zu dem Stellmotor 18 für die eine Drehrichtung. Für die andere Drehrichtung des Stellmotors 18 wird der Stromkreis über ein anderes Thyratron 16 geschlossen, welches über einen Widerstand 21 durch einen anderen Kippkreis T bis 14' betätigtPower source 17 to the servomotor 18 for one direction of rotation. For the other direction of rotation of the servomotor 18, the circuit is closed via another thyratron 16, which is actuated via a resistor 21 by another tilting circuit T to 14 '
wendung eines Thyratrons für große Schaltleistungen eintreten kann, unduse of a thyratron can occur for large switching capacities, and
F i g. 5 den Verlauf der Regelung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.F i g. 5 shows the course of the regulation with the device according to the invention.
Eine elektronische Schrittregeleinrichtung gemäß der Erfindung, deren Schaltung in F i g. 1 veranschaulicht ist, weist zwei i?C-Glieder in der Funktion von Integrationskreisen 3, 5 und 4, 6 auf, die von Gleicheiner von ihnen eine Plus- und der andere eine Minus-Abweichung aufweist und die beiden Kreise durch die Regeleinrichtung auf denselben Wert ausgeglichen werden.An electronic step control device according to the invention, the circuit of which is shown in FIG. 1 illustrates has two i? C terms in the function of integration circuits 3, 5 and 4, 6, which are of equals one one of them has a plus and the other a minus deviation and the two circles be balanced to the same value by the control device.
Als Meßwertgeber für die Regelgröße können bei konstanter Spannung Photoelemente, veränderliche Widerstände und von der Temperatur abhängige Widerstände verwendet werden. Bei einem konstanWhen the voltage is constant, variable photo elements can be used as the measuring value transmitter for the controlled variable Resistors and temperature-dependent resistors can be used. At a constant
ten Wert der Widerstände 3 und 4 wird als Strom- 60 Indexstrich bezeichnet.The th value of resistors 3 and 4 is referred to as the current 60 index line.
wird. Dieser Stromkreis arbeitet ähnlich wie der erste Kippkreis 7 bis 14, und die analogen Elemente sind hier mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit einemwill. This circuit works similarly to the first breakover circuit 7 to 14, and the analog elements are here with the same reference numerals, but with one
quelle z. B. ein Tachodynamo oder Potentiometer, eine besondere Anordnung eines Phasendiskriminators oder ein Differentialumformer mit einem Gleichrichter dienen. Bei Programmregelvorgängen kannsource z. B. a speedometer or potentiometer, a special arrangement of a phase discriminator or use a differential converter with a rectifier. In the case of program control operations,
Bei der Verwendung von Thyratronen 15 und 16 muß die Stromquelle 17 entweder einen Wechselstrom oder einen pulsierenden Gleichstrom liefern, denn in einem Thyratron kann man den einmal ent-When using thyratrons 15 and 16, the power source 17 must either be an alternating current or supply a pulsating direct current, because in a thyratron one can
einer der Integrationskreise durch Änderung des 65 zündeten Lichtbogen durch bloße Erhöhung des Widerstandest oder 4, gegebenenfalls durch Span- negativen Gitterpotentials nicht leicht löschen, ohneone of the integration circuits by changing the 65 ignited arc by simply increasing the Resistance test or 4, possibly not easily erased by span-negative grid potential, without
die Zufuhr des Anodenstromes zu unterbrechen. Bei einer Wechselstromspeisung oder Speisung mit einemto interrupt the supply of the anode current. With an alternating current supply or supply with a
nungsänderung der Quelle 2, programmäßig gesteuert werden.change of source 2, can be controlled by the program.
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pulsierenden Strom tritt der Strom für einen Augen- F i g. 3 veranschaulicht die Einstellung der Kippblick durch den Nullwert hindurch, und der Licht- spannungen durch Änderung der Anodenspannung bogen im Thyratron erlischt. Bei der Verwendung der Elektronenröhren 7 und 7', die durch einen Span-pulsating current occurs the current for an eye- F i g. 3 illustrates the setting of the tilted view through the zero value, and the light voltages by changing the anode voltage arc in the thyratron goes out. When using the electron tubes 7 and 7 ', which are
von Tacitronen kann auch eine reine Gleichstrom- nungsteiler ausgeführt wird, welcher sich aus einemTacitronen can also be used as a pure DC voltage divider, which consists of a
quelle verwendet werden. 5 Potentiometer 41 und aus zwei ein π-Element bil-source can be used. 5 potentiometers 41 and two of them form a π element
Die Anode 8 α ist außerdem über den Widerstand denden Widerständen 42 und 43 zusammengesetzt.
24 mit dem Gitter 29 m der Elektronenröhre 29 ver- Durch Verschieben des Läufers des Potentiometers
bunden. Die Spannungssteigerung an der Anode 8 a 41 wird die Größe der Anodenspannungen der Elekverursacht
auch ein Anwachsen des Potentials am tronenröhren 7 und 7' und dadurch auch die Größe
Gitter 29 m und dadurch auch eine Spannungserhö- io der Kippwertspannung an den Gittern der beiden
hung an der Kathode, die einen Stromfluß durch den Elektronenröhren gegenseitig geändert.
Widerstand 28 hervorruft. Die Spannungssteigerung Bei der Verwendung von Thyratronen mit einer
am Widerstand 28 wird über den Widerstand 33 auf hohen Schaltleistung muß aus Gründen der Rückdie
Gitter 31m und 32 m von zwei Thyratronen 31 wirkung des Thyratrons 15 bzw. 16 auf den Kipp-
und 32 übertragen. Die Anoden der Thyratrone 31 α 15 kreis in den Gitterkreis des Thyratrons 15 bzw. 16
und 32 a sind zu den Integrationskondensatoren 5 ein Kathodenverstärker als Trennstufe eingeschaltet
und 6 parallel geschaltet. Die Widerstände 33 und 34 werden. Diese Ausführung ist in F i g. 4 dargestellt,
sowie die negative Vorspannung 36 sind derart be- Die Anode der Elektronenröhre 8 bzw. 8' ist über
messen, daß die beiden Thyratrone 31 und 32 beim den Widerstand 46 an das Gitter der als Kathoden-Kippen
nur eines der Kippkreise 7 bis 14 oder 7' bis 20 verstärker geschalteten Elektronenröhre 44 ange-14'
in nichtleitendem Zustand verbleiben. Nach dem schlossen, an deren Kathode der Widerstand 45 liegt.
Kippen des anderen Kippkreises, z. B. 7' bis 14', wird Der Spannungsabfall an dem Kathodenwiderstand 45
der Spannungsprung an der Anode8a über den wird wiederum über den Widerstands bzw. 21 an
Widerstand 26 auf das Gitter der anderen Triode 30 die Gitter der Thyratrone 15 bzw. 16 übertragen. Bei
übertragen, deren Kathode mit der Kathode der Elek- 25 Verwendung von Leistungsschalttransistoren ist diese
tronenröhre 29 verbunden ist. Infolge der Summie- Anordnung zwecks Erzielung einer niederohmigen
rung der beiden, den gemeinsamen Kathodenwider- Quelle zur Steuerung der Leistungsschalttransistoren
stand 28 durchfließenden Anodenströme steigt an unbedingt notwendig.The anode 8 α is also composed of resistors 42 and 43 via the resistor. 24 connected to the grid 29 m of the electron tube 29 by moving the runner of the potentiometer. The increase in voltage at the anode 8 a 41 is the size of the anode voltages of the electrode also causes an increase in the potential at the electron tubes 7 and 7 'and thus also the size of the grid 29 m and thus also a voltage increase in the breakover voltage on the grids of the two increases the cathode, which mutually changed a current flow through the electron tubes.
Resistance 28 causes. The increase in voltage When using thyratrones with a resistor 28, the resistor 33 on high switching capacity must for reasons of the back the grids 31m and 32m of two thyratrons 31 effect of the thyratron 15 and 16 on the tilting and 32 transferred. The anodes of the thyratron 31 α 15 circle in the lattice circle of the thyratron 15 or 16 and 32 a are connected to the integration capacitors 5, a cathode amplifier as an isolating stage and 6 connected in parallel. The resistors 33 and 34 are. This embodiment is shown in FIG. The anode of the electron tube 8 or 8 'is over measure that the two thyratrons 31 and 32 at the resistor 46 to the grid of the as cathode tilting only one of the tilting circuits 7 to 14 or 7 'to 20 amplifier-connected electron tube 44 remain connected-14' in a non-conductive state. After that, the resistor 45 is connected to the cathode. Tilting the other tilting circle, e.g. B. 7 'to 14', the voltage drop across the cathode resistor 45 is the voltage jump at the anode8a via which is in turn transmitted via the resistor or 21 to resistor 26 to the grid of the other triode 30, the grid of the thyratrone 15 or 16. When transmitted, the cathode of which is connected to the cathode of the electronic 25 using power switching transistors. As a result of the summation arrangement for the purpose of achieving a low resistance of the two, the common cathode resistor source for controlling the power switching transistors stood 28 anode currents flowing through increases absolutely necessary.
diesem Widerstand der Spannungsabfall, wodurch Der Regelverlauf eines elektronischen Schrittreglersthis resistance is the voltage drop, whereby the control curve of an electronic step controller
ein derartiges Anwachsen des Gitterpotentials der 30 nach der Erfindung ist in Fig. 5 graphisch dar-Such an increase in the grid potential of 30 according to the invention is shown graphically in FIG.
Thyratrone 31 und 32 verursacht wird, daß dieselben gestellt. Es ist dabei angenommen, daß die beidenThyratrons 31 and 32 will cause the same to be put. It is assumed that the two
zünden und die beiden Integrationskondensatoren 5 Integrationswiderstände 3 und 4 gleich sind und dieignite and the two integration capacitors 5 integration resistors 3 and 4 are the same and the
und 6 entladen. Der ganze Zyklus wird periodisch Spannung der Quellen 1 und 2 sich voneinanderand 6 discharged. The whole cycle will periodically tension the sources 1 and 2 from each other
wiederholt, bis unter dem Einfluß der Regelung der unterscheiden, und zwar so, daß die folgende Glei-repeatedly until under the influence of the regulation of the differentiate, in such a way that the following equilibrium
durch den Stellmotor 18 gesteuerten Größe die 35 chung gilt:size controlled by the servomotor 18 the following applies:
beiden Kippkreise gleichzeitig zum Kippen kommen. E1 = E,, ψ ΔΕ, both tilt circles come to tilt at the same time. E 1 = E ,, ψ ΔΕ,
Wenn die Regelabweichung einen entgegengesetzten . _, ,. _ , _ ' . ,If the system deviation has an opposite. _,,. _, _ '. ,
Sinn aufweist, kippt zunächst der Stromkreis T bis worin fi Je Spannung der QueUe 1 undMakes sense, the circuit T flips first to where fi J e voltage of source 1 and
14', und das Thyratron 16 zündet, so daß die Rege- E* die Spannung der QueUe 2 bedeutet,14 ', and the thyratron 16 ignites, so that the rule E * means the voltage of the source 2,
lung im entgegengesetzten Sinn erfolgt. Die Arbeits- 40 Durch Beeinflussung der Regelgröße werden dannment takes place in the opposite sense. The working 40 By influencing the controlled variable are then
bedingungen der Elektronenröhren 29 und 30 werden die Spannungen E1 und E2 derart angeglichen, daßconditions of the electron tubes 29 and 30, the voltages E 1 and E 2 are adjusted so that
durch die Bemessung der Widerstände 24, 25 und 26, _by dimensioning the resistors 24, 25 and 26, _
27 sowie der Größe der negativen Vorspannung 37 ^i ~~ ^2 ·27 as well as the size of the negative bias 37 ^ i ~~ ^ 2 ·
bestimmt. In gleicher Weise werden die Zündbedin- Für andere Fälle ist der Verlauf analog, man mußcertainly. The ignition conditions are set in the same way. For other cases, the process is analogous, you have to
gungen der Thyratrone 15 und 16 durch die Bemes- 45 jedoch in der Berechnung von anderen Gleichungenof the thyratrons 15 and 16 by the dimensioning 45, however, in the calculation of other equations
sung der Widerstände 19 und 20 bzw. 21 und 22 ausgehen, wobei die Schaltfrequenz und ihre Änd&-solution of the resistors 19 and 20 or 21 and 22, the switching frequency and its change & -
sowie durch die Größe der negativen Vorspannung rangen mit der Abweichung vom Istwert differieren.as well as the size of the negative bias struggle with the deviation from the actual value.
23 eingestellt. Im Diagramm nach Fig. 5 ist auf der Abszissen-23 set. In the diagram according to FIG. 5, on the abscissa
Beim Kippen des anderen Kippkreises, z. B. 7' bis achse X die Zeit t und auf der Ordinatenachse Y dieWhen tilting the other tilting circle, z. B. 7 'to axis X the time t and on the ordinate axis Y the
14', würde beim Brennen des Thyratrons 15 für einen 50 Spannungshöhe der Quelle E aufgetragen. Die hori-14 ', would be plotted for a voltage level of the source E when the thyratron 15 was burning. The hori-
Augenblick auch das Thyratron 16 zünden. Eine zontale Linie Ev bedeutet den Gleichgewichtszustand,Ignite the thyratron 16 for a moment. A zontal line E v means the state of equilibrium,
solche Zuschaltung des Stellmotors mit entgegen- bei dem die Spannungen der beiden Quellen E1, E2 such activation of the servomotor with the opposite in which the voltages of the two sources E 1 , E 2
gesetzter Drehrichtung braucht nicht immer hinder- gleich sind.The set direction of rotation does not always need to be the same.
lieh zu sein, ja sie kann sogar infolge ihrer Brems- Es sei angenommen, daß E1 gleich Null ist und wirkung willkommen sein. Falls sie jedoch nicht er- 55 E2 den doppelten Wert der Spannungen im Gleichwünscht ist, genügt es, an die Gitter 15 m und 16 m gewichtszustand aufweist. Der in gebrochenen Linien der Thyratrone 15 und 16 Kondensatoren 38 und 39 dargestellte Regelverlauf gilt für die Spannungsändeanzuschließen, die das Zünden der Thyratrone 15 rangen der Quelle E1. Im Zeitpunkt t0 = 0 (Punkt d) und 16 etwas verzögern. beginnt sich der Integrationskondensator 6 aus derTo be borrowed, yes it can even be due to its braking effect. It is assumed that E 1 is equal to zero and is welcome. If, however, it is not desired to 55 E 2 double the value of the stresses in equilibrium, it is sufficient to have a weight condition of 15 m and 16 m on the grids. The control curve shown in broken lines of the thyratrone 15 and 16 capacitors 38 and 39 applies to the voltage changes to be connected that wrestled the ignition of the thyratrone 15 of the source E 1 . Delay somewhat at time t 0 = 0 (point d) and 16. the integration capacitor 6 begins from the
Die Einstellung der Kippspannungen für die Kipp- 60 Quelle 2 mit dem Strom I2 aufzuladen. Im Zeitkreise 7 bis 14 und 7' bis 14' kann auf verschiedene punkt Z1 (Punkt b) wird beim Integrationskonden-Weise durchgeführt werden. Zwei solche Möglich- sator 6 die Kippspannung Eh erreicht, der Kreis T keiten sind in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht. bis 14' wird gekippt und zündet das Thyratron 16.The setting of the breakover voltages for the breakover source 2 is charged with the current I 2 . In the time circles 7 to 14 and 7 'to 14', different point Z 1 (point b) can be carried out in the integration condensate manner. Two such possibilities 6 have reached the breakover voltage E h , the circle T times are illustrated in FIGS. 2 and 3. to 14 'is tilted and ignites the thyratron 16.
F i g. 2 zeigt die Einstellung mittels einer gegen- Der Stellmotor 18 beeinflußt die Regelgröße, undF i g. 2 shows the setting by means of a counter-The servomotor 18 influences the controlled variable, and
seitigen Änderung der Größe der Gitterwiderstände 65 gleichzeitig ändern sich auch die Spannungen derlateral change in the size of the grid resistors 65 at the same time also change the voltages of the
10 und 10' der Elektronenröhre 8 und 8', zwischen Quellen 1 und 2, und zwar so, daß die Spannung E1 10 and 10 'of the electron tube 8 and 8', between sources 1 and 2, in such a way that the voltage E 1
welche ein Potentiometer 40 eingeschaltet ist, dessen der Quelle 1 steigt, während die Spannung E2 derwhich a potentiometer 40 is switched on, the source 1 of which rises, while the voltage E 2 of the
Läufer geerdet ist. Quelle 2 sinkt.Runner is grounded. Source 2 is sinking.
Die Regelung kann grundsätzlich auf drei Arten vor sich gehen. Der entscheidende Faktor für den Regelverlauf gemäß den Linien ,4, B oder C ist die Gleichheit oder Ungleichheit der BeziehungThe regulation can basically take place in three ways. The decisive factor for the course of the rule according to the lines, 4, B or C is the equality or inequality of the relationship
Hier bedeute? Ek die Kippspannung, C die Kapazität der Kondensatoren 5 und 6, I die Änderung der Ladeströme der Integrationskondensatoren, welche die Regelgeschwindigkeit in A/Sek. ausdrückt, K die von den Parametern des Schrittreglers abhängige Regelkonstante.Here mean? E k is the breakover voltage, C is the capacitance of capacitors 5 and 6, I is the change in the charging currents of the integration capacitors, which sets the control speed in A / sec. expresses that K is the control constant dependent on the parameters of the step controller.
Im Falle der Gleichheit der obenerwähnten Beziehung ist die Regelung kritisch und verläuft in einem Zyklus gemäß der Liniert. Wenn das Produkt Ek· C · I kleiner als die Konstante K ist, wird die Regelung aperiodisch gemäß der Linie B vor sich gehen. Wenn das Produkt Ek· C · I größer als K ist, wird die Regelung mit gedämpften Schwingungen gemaß der Linie C verlaufen. Nach Erreichung des Punktes c im Zeitpunkt t.z kommt im Falle der kritischen Regelung A die Regelung zum Stillstand, die Eingangskippkreise pulsieren zwar regelmäßig weiter, aber der Stellmotor bleibt in Ruhe, solange keine Abweichung in der Spannung der beiden Quellen eintritt. If the above-mentioned relationship is the same, the regulation is critical and runs in a cycle according to the lines. If the product E k · C · I is smaller than the constant K , the regulation will proceed aperiodically according to the line B. If the product E k · C · I is greater than K , the control will proceed according to the line C with damped oscillations. After reaching point c at time t. In the case of critical control A, the control comes to a standstill, the input breakover circuits continue to pulsate regularly, but the servomotor remains at rest as long as there is no deviation in the voltage of the two sources.
Beim Verlauf gemäß den Kurven B und C werden im Punkt c bzw. c" die beiden Kippkreise gekippt, und die Thyratrone 31 und 32 heben die Ladung an den Integrationskondensatoren 5 und 6 auf, worauf der Arbeitszyklus wiederholt wird. Im Falle einer aperiodischen Regelung B zündet im Zeitpunkt t3 (Punkt d') das Thyratron 16, und die Regelung verläuft bis zum Zeitpunkt i4' (Punkt e'), wenn nach Erreichung der Kippspannung am zweiten Integrationskreis der zweite Zyklus c', d', e' beendet wird. Die Regelung verläuft zyklisch so lange, bis Gleichheit der Spannungen E1 und E2 der beiden Quellen 1 und 2 erreicht wird. Im Falle einer Regelung gemäß der Kurve C wird nach Erreichung des Punktes c" die Spannung der Quelle E1 größer als E2 sein. Deshalb zündet im zweiten Zyklus c", d", e" im Punkt d" das Thyratron 15 früher, und die Regelung wird hier im entgegengesetzten Sinn nach der Linie d", e" verlaufen. In diesem Falle schreitet die Regelung mit gedämpften Schwingungen so lange fort, bis Gleichheit der beiden Spannungen erreicht ist.In the course of curves B and C, the two tilting circles are tilted at point c and c " , and the thyratrons 31 and 32 remove the charge on the integration capacitors 5 and 6, whereupon the operating cycle is repeated. In the case of aperiodic control B the thyratron 16 ignites at time t 3 (point d ') , and the control continues until time i 4 ' (point e ') when the second cycle c', d ', e' ends after the breakover voltage has been reached on the second integration circuit The regulation runs cyclically until the voltages E 1 and E 2 of the two sources 1 and 2 are equal. In the case of regulation according to curve C , the voltage of the source E 1 is greater than after point c "has been reached E 2 be. Therefore, in the second cycle c ", d", e " at point d", the thyratron 15 ignites earlier, and the regulation here will proceed in the opposite sense along the line d ", e". In this case, the regulation continues with damped oscillations until the two voltages are equal.
Um die Regelgröße dem Sollwert möglichst rasch anzugleichen, werden die Arbeitsbedingungen des Schrittreglers zweckmäßig derart gewählt, daß die Regelung stets gemäß der kritischen Regelung, d. h. nach der Linie A, vor sich geht. Wenn eine sehr hohe Genauigkeit der Regelung gefordert wird, muß der Zyklus genügend lang gewählt werden, damit auch eine kleine Abweichung der Regelgröße vom Sollwert den Stellmotor in Tätigkeit setzt. Die Regelgeschwindigkeit ist dann sehr gering. Wenn eine rasche Regelung erwünscht ist, kann ein kurzer Arbeitszyklus und eine hohe Regelgeschwindigkeit gewählt werden. Die Dauer der Regelung ist der Differenz der Integrale der die Kondensatoren 5 und 6 ladenden Ströme proportional und durch die folgende Gleichung gegeben:In order to adjust the controlled variable to the setpoint as quickly as possible, the operating conditions of the step controller are expediently selected in such a way that the regulation always proceeds according to the critical regulation, ie according to line A. If a very high level of control accuracy is required, the cycle must be selected to be long enough so that even a small deviation of the controlled variable from the setpoint activates the servomotor. The control speed is then very low. If rapid control is desired, a short duty cycle and a high control speed can be selected. The duration of the regulation is proportional to the difference between the integrals of the currents charging the capacitors 5 and 6 and is given by the following equation:
'2 Ί'2 Ί
tr — h — h — Jh· di — Ji1- dt. t r - h - h - Jh di - Ji 1 - dt.
Der elektronische Schrittregler arbeitet bei mittleren und längeren Zeitabschnitten i2 praktisch ohne tote Zone. Bei sehr kurzen Zeitabschnitten (rasche Pulsierung) kann sich die Dauer der Zündung und Löschung der Thyratrone geltend machen. Bei hohen Regelgeschwindigkeiten müssen ferner die Trägheitsmassen, also die Anlauf- und Auslaufzeit des Stellmotors, in Betracht gezogen werden.The electronic step controller works practically without a dead zone for medium and long periods of time i 2. In the case of very short periods of time (rapid pulsation), the duration of the ignition and extinction of the thyratrone can apply. At high control speeds, the inertia masses, i.e. the start-up and run-down times of the servomotor, must also be taken into account.
Der elektronische Schrittregler kann insbesondere für Zwecke der Meß- und Registrationstechnik bei Ziffernmeßgeräten u. dgl. verwendet werden.The electronic step controller can be used in particular for purposes of measurement and registration technology Digit meters and the like can be used.
Claims (6)
Zeitschrift »Elektronische Rundschau«, Jg. 1956, ίο Heft 5, S. 140 bis 142.Thick fonts considered:
Journal "Electronic Rundschau", year 1956, ίο Issue 5, pp. 140 to 142.
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